液体窒素過冷却循環システム装置（SLNCSと略称する）は低温永久磁気発振器（CPMU）のために設計されたコア周辺装置である。CPMUは第3世代同期放射光源のキーインサートとして、液体窒素温度領域（約82 K）で動作して磁場ピーク（真空内波振動器より30%〜50%向上）と保磁力（50%以上増加）を向上させ、より高輝度のX線同期放射光を得る必要がある。SLNCSは安定した過冷却液体窒素冷却源を提供することにより、CPMUの効率的な運転を確保する
SLNCSはCPMUの厳しいニーズに対して、以下の重要な性能を備えている：
おんどせいぎょ：過冷却液体窒素出口の動作温度は78 ~ 80 K、温度制御精度は±0.2 Kに達し、輸出入温度差は≦3 Kで、CPMU磁石温度の安定を確保する。
りゅうりょうちょうせつ：作動体積流量9.7 L/min、調整範囲2.0 ~ 19.4 L/min、液体窒素ポンプインバータを通じて異なる熱負荷需要に柔軟に適応できる。
あつりょくせいぎょ：作動圧力0.3 MPa（表圧）、調整範囲0.15 ~ 0.5 MPa、圧力変動≦±7.5 kPa、液体窒素単相過冷却状態の安定を保障する。
れいとうのうりょく：最大冷房可能量1300 W、高負荷下でのCPMUの放熱需要を満たすことができる。
液体窒素過冷却循環システム設備
SLNCSは常圧液体窒素（77.36 K）を冷源とし、主にていおんれいとう、バルブボックス和しんくうだんねつダクト構成：
ていおんれいとう：システムコア、冷却量供給と循環動力部品を集積し、冷箱デュワ、液体窒素ポンプ、過冷却熱交換器、自動制御圧装置などを含む。
バルブボックス：流量調節と予備機能を担当し、低温バルブを通じて液体窒素分配を制御し、冷箱故障時に予備液体窒素源に切り替え、CPMUの持続的な運行を保障する。
しんくうだんねつダクト：冷箱、弁箱とCPMUを接続し、冷量損失を減少し、低温伝送効率を確保する。
CPMUから流出した回温過冷却液体窒素は真空管を経て冷箱に入り、液体窒素ポンプで加圧する。
過給後の液体窒素は過冷却熱交換器に入り、冷箱デュワネットの常圧液体窒素と熱交換し、過冷却状態を回復する（78 ~ 80 K）、
過冷却液体窒素は弁箱の調整を経てCPMUに流入し、磁石の熱を吸収する、
吸熱後の液体窒素は冷箱に戻り、循環を完了する。
冷箱は液体窒素循環システムの核心であり、すべての重要な部品は冷箱に集積されている。弁箱の役割は、弁箱内の各低温弁の開閉によってCPMUに供給される過冷却液体窒素量を適切な値に調整するために、冷箱から供給される過冷却液体窒素を分配することである。同時に弁箱は冷箱故障時に、CPMUに常圧液体窒素と気液相分離の作用を提供し、循環に入るのが単相流であることを保証し、CPMUの臨時低温運転の仕事を提供することができる。
コールドボックスは、コールドボックスデュワと上部カバープレートアセンブリから構成されています。上部カバープレートアセンブリは上部カバープレート、過冷却熱交換器、液体窒素ポンプ、自動制御圧装置、制御バルブ、圧力温度測定センサ及びその他の安全アセンブリから構成される。弁箱は主に真空容器、低温空気圧弁、手動低温弁、接続配管及びその他の安全測定ユニットから構成される。コールドボックスとバルブボックスの3次元設計図4に示す3.1コールドボックスデュワ
冷箱デュワは真空断熱広口デュワ構造であり、デュワネは一定量の常圧液体窒素を収容し、常圧液体窒素の蒸発を通じてシステムに冷量を提供する。内筒の設計作動圧力は0.25 MPa、材料はSUS 304、サイズはφ850 mm、厚さは2 mm、底部はキャップ構造である。中間層は真空であり、外筒は0.1 MPaの外圧を受け、材料はSUS 304であり、設計計算及びANSYSシミュレーションを経て、サイズはφ950 mm、厚さは4 mm、底部はキャップ構造である。
機能：常圧液体窒素を貯蔵し、過冷却熱交換器に冷却源を提供する。
自動制御装置は、液体窒素循環システムのコア部品の循環システム全体の循環圧力がここで発生し、制御され、循環液体窒素が単相流の過冷却状態にあるようにする。自動制御圧装置は制御圧容器、補液弁及び排気弁、加熱装置、圧力測定及び制御、引圧管路及び安全部品を含み、自動制御圧装置には一定の圧力を保持しなければならない。この圧力は還流液体窒素の飽和蒸気圧よりはるかに高くなければならず、還流液体窒素が気泡の発生なしに過冷却することを確保することができない。自動制御装置にはヒータが設置され、容器中の液体窒素を加熱することにより自動制御装置に高い圧力を保持させ、自動制御装置は配管を通じて循環システムと接続され、圧力を循環システムに伝達し、圧力は0.15 ~ 0.5 MPa（表圧）で、その対応する満腹温度は86 ~ 96 Kである。正常動作圧力は0.3 MPa（表圧）である。
循環過程では、一定のシステムリークにより、循環システム中の液体窒素が徐々に減少する。自動制御装置における液体窒素が設定値に減少した場合（液面計により監視）、液体窒素貯留槽が自動制御装置内に液体窒素を補充することを提示する。制御圧力容器の設計作動圧力は0.15 ~ 0.5 MPa、常用作動圧力は0.3 MPa、設計耐圧は1.0 MPaである。材料はSUS 304で、容量は18 Lです。
構成：18 L制御圧力容器（SUS 304材質、耐圧1.0 MPa）、補液/排気バルブ、加熱装置及び圧力センサーを含む。
原理：容器内の液体窒素を加熱して0.15 ~ 0.5 MPa圧力（常用0.3 MPa）を維持することにより、循環液体窒素が単相過冷却状態であることを確保する、液位が設定値を下回ると自動的に補液し、システムの安定を保障する。
システムはオフラインとオンラインテストによって検証され、性能は全面的に基準を達成した：
あつりょくあんていせい：24 h圧力変動≦2 kPa（制御容器液面30%~ 40%で良好）、オフライン試験圧力変動はわずか1.825 kPaであった。
温度と流量：輸出入温度差<3 K、温度制御精度±0.2 K、流量調整範囲は2.0 ~ 19.4 L/minをカバーする。
こしょうじょうちょう：予備システムはコールドボックス故障時にシームレスに切り替えられ、CPMUが断続的に動作することを確保する。
SLNCSは低温永久磁石発振器（CPMU）の冷却需要を満たすだけでなく、その高精度の温度と圧力制御能力は同期放射光源のモノクロメータなどの設備にも適用され、関連分野の国産化技術の突破のために基礎を築き、国際同期放射光源の研究と応用の重要な支持装備である。
